“一带一路”跨国电网互联发展趋势、挑战及推进策略研究

梁才,高国伟,杨树,徐杨  

国网能源研究院有限公司,北京市 昌平区 102209

摘要

电网基础设施互联是“一带一路”建设的优先领域,对于实现能源资源优化配置、深化区域经济合作具有重要作用。在对“一带一路”沿线电网互联互通现状、未来发展趋势和挑战进行分析的基础上,提出推进“一带一路”跨国电网互联的基本原则和总体策略,并针对能源基地跨国送出项目和跨国跨洲联网项目提出相应的推进策略。

关键词 : 一带一路;跨国电网互联;趋势分析;推进原则;推进策略

国家电网公司科技项目(SGTYHT/16-JS-198)。

0 引言

电网基础设施互联互通是“一带一路”建设的优先领域,也是“五通”建设(政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通、民心相通)的重要内容[1]。“一带一路”沿线国家电力基础设施建设相对落后,建设改造的刚性需求很大。同时沿线各国水能、风能、太阳能等清洁能源和煤炭等化石能源资源禀赋各异,资源和负荷分布相对不均衡,具有开展跨国输电和能源互济的良好条件,跨国电网互联互通对于实现“一带一路”沿线能源资源优化配置、深化区域经济合作具有重要作用。近年来,中国特高压、柔性直流输电等电网技术快速发展[2],具备了规划设计、工程建设、装备制造、运营管理的全产业链竞争力,许多中国电力企业在“一带一路”沿线国家深耕多年[3],为扩大周边电力市场和推动“一带一路”互联互通奠定了良好基础。推动“一带一路”电网互联互通和跨国输电通道建设,对于优化全球能源治理结构,实现与沿线国家多方的优势互补和互惠合作,助力区域经济一体化发展等方面具有重要意义。

1 “一带一路”跨国电网互联互通现状分析

1.1 现状及特点

“一带一路”沿线跨国电网互联已经形成雏形,截至2015年底,“一带一路”沿线64个核心国家中已有50个国家建有跨国输电线路,与周边国家开展跨国电力贸易,没有跨国输电线路的国家仅有14个[4]。可见,电网互联互通在“一带一路”地区已经具有一定基础,跨国电网互联的必要性和巨大效益已经成为共识。

但是整体来看,“一带一路”沿线电网整体互联规模小、电压等级低,2015年“一带一路”跨国交易电量约1300亿kWh,占用电量的比例约3.1%,略低于世界平均水平(3.6%),如表1所示。相对欧盟、北美等电网互联程度较高的地区,沿线地区跨国联网发展潜力巨大。

表1 2015年“一带一路”沿线及其他地区电力贸易情况
Table 1 Electricity trade situation along the B&R in 2015

鉴于跨国电网具有一定政治敏感性、协调成本较高等原因,沿线各区域电网互联互通程度不均衡。国家外交关系密切、具有一定历史外交渊源或区域合作组织影响力较大的地区互联互通程度较高。如表1所示,从电力贸易占用电量比例来看,中东欧和中亚分别为7.8%和2.6%,西亚、东南亚和南亚分别为1.8%、1.5%和1.4%。中东欧跨国电网发达的原因在于,历史上中东欧之间关系较为紧密,且中东欧部分国家作为欧盟的部分,积极参与欧盟统一能源市场建设。中亚跨国电网较发达的原因在于苏联时期电网互联基础较好,苏联解体后中亚区域经济合作组织仍在积极推动中亚跨国电网建设。西亚地区部分国家政局动荡,南亚印巴关系不稳定,因而跨国电网建设相对滞后。

1.2 跨国电网互联模式

跨国电网互联目的和作用具有较大差异,跨国线路电压等级多样化,不存在统一的模式。目前“一带一路”沿线跨国输电线路大致分为四种类型。

第一类为能源基地跨国消纳。鉴于部分“一带一路”沿线国家电力需求规模较小,新建的大型发电项目有时需要跨国消纳。例如大湄公河是缅甸、老挝、泰国的界河,多座水电站实现了跨国消纳。

第二类为区域统一电网建设。区域性国际组织通过构建统一电力市场达到巩固能源安全、降低电价的目的,例如欧盟、中亚区域经济合作组织推动的区域电网互联项目。

第三类为邻国调剂余缺。两国之间存在电价差、具有较强互补性,跨国送电具有经济效益。例如印度和尼泊尔之间有输电线路相连,每年冬季印度向尼泊尔出口电力,夏季印度从尼泊尔进口电力。

第四类为边境地区跨国供电。部分边境地区距离本国电网距离较远而距离邻国电网较近,从而产生了跨国电网互联需求。例如中国与吉尔吉斯斯坦之间曾建设的两条12 kV交流口岸输电线路。

1.3 主要进展

目前,在区域性国际组织和各国政府的大力推动下,“一带一路”沿线跨国电网互联已取得积极进展。

东北亚地区,全球能源互联网发展合作组织(GEIDCO)推动构建以洲内大型可再生能源基地为电源送出点,链接各大负荷中心的亚洲互联电网[5]。2016年中国国家电网公司、韩国电力公社、日本软银集团、俄罗斯电网公司共同签署了《东北亚电力联网合作备忘录》,使东北亚电力联网项目成为推进亚洲电网互联过程中的重要开创性项目。

西亚地区,海湾合作委员会(简称“海合会”)电网署从本世纪初开始推动海合会成员国之间的电网互联,并于2014年年底全面实现电网互联互通,还计划将海合会电网延伸,与欧洲电网实现互联,2016年海合会国家之间的电力交易量已达到13.2亿kWh。

东南亚地区,《东盟能源合作行动计划2016—2025》提出16个电网互联互通项目,计划首先通过制定跨境双边条款实现双边互联,然后逐步延伸到次区域互联互通,即建设北部电网、南部电网和东部电网,最终建立完全一体化的东盟电网系统。截至2017年初,已有8个跨境电力传输项目建成,电力互通容量170多万kW。

中亚地区,吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗和巴基斯坦成立了政府间委员会,并于2017年4月签署能源部长级项目总协议,推动中亚—南亚联网项目(CASA-1000)实施,将吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦两国富余电力输送到缺电的巴基斯坦、阿富汗等南亚地区。

2 “一带一路”跨国电网互联发展及面临挑战

2.1 发展趋势分析

未来“一带一路”跨国电网互联呈现以下趋势。

一是随着电力需求快速增长,沿线国家之间的跨国互联将更为普遍。据IEA预测[6],未来25年“一带一路”电力需求年均增长3.2%,是全球增长最快的地区,如表2所示。“一带一路”沿线电网投资规模2.58 万亿美元,占全球电力投资的42%。其中南亚电网投资规模最大,为1.11 万亿美元,其后依次为东南亚、中东欧及中亚、中东,如表3所示。随着电力需求规模的扩大、电力基础设施的完善,跨国电网在大范围优化资源配置方面的作用将更加凸显。

表2 “一带一路”沿线及其他地区电力发展现状及预测对比
Table 2 The current and forecast comparison of power development situation along the B&R and other regions

表3 “一带一路”沿线及其他地区2016~2040年电力行业投资规模预测(万亿美元)
Table 3 The forecast of investment scale (2016~2040) in the B&R and other regions in trillion dollar

续表

二是受绿色清洁转型驱动,沿线大型能源基地跨国电力送出更具有现实性。加快清洁能源开发已成为沿线各国能源战略发展的优先方向,如俄罗斯能源战略规划提出到2030年清洁能源占比达到36.5%,埃及电力部计划2030年前新增51.7 GW发电,其中25 GW来自新能源。未来25年“一带一路”新增可再生能源发电投资将比化石能源多37%[6],低碳清洁化趋势将促进沿线更多的大型水电项目选择跨国送出,推动新能源发电在更大范围内消纳。

三是从发展时序上看,短期内沿线各国的电力发展规划,仍将以加强国内电网建设为主,以跨国电网建设为辅。沿线各国大多处于电力工业化的中后期,电力基础设施尚不完善,甚至基本工业电力需求尚不能满足。短期内,各国电力规划方向仍以加强本国电源电网建设为主,辅以建设跨国输电线路从周边国家引入富余电力。

四是区域性国际组织将成为推进跨国互联的主要力量。欧亚经济联盟、东盟、海合会等区域性经济合作组织一体化程度不断加深,GEIDCO、海合会电网署、北非电力池等国际组织的推动作用日益凸显,尤其是GEIDCO已成为促进全球清洁能源开发和电力互联的重要力量,将有力助推电网基础设施互联互通的进程。

2.2 问题与挑战

“一带一路”跨国电网互联还面临电力发展基础薄弱、投资建设资金匮乏和地缘政治复杂等因素的挑战。世界银行数据显示,沿线国家人均用电量仅为世界平均水平的51.3%,未通电人口数量约4.1亿,覆盖超过20个国家,沿线国家整体的电力工业尚处在较低水平;电力行业投资建设资金需求规模巨大,而沿线国家大多属于发展中国家,电力基础设施投资改造存在较大资金缺口,根据IEA的预测,“一带一路”沿线电力行业投资规模为6.11 万亿美元;美国、俄罗斯、欧盟、日本等国均视“一带一路”地区为其战略利益的重点区域,如美国新提出的“印太战略”持续对亚洲进行权力扩散,俄罗斯在东欧和中亚地区还存在广泛持续的影响力,各国之间的战略博弈将为“一带一路”跨国电网互联带来不确定性。

薄弱的电力发展基础意味着短期内难以实现高电压等级、大规模的电网互联,需要从小规模的电网互联起步。“一带一路”沿线大部分国家的电网不够坚强,难以消纳大规模的跨国电力,短期内特高压技术难以发挥作用,需要首先实现低电压等级的电网互联。

资金短缺要求电网互联互通项目创新商业模式。“一带一路”沿线大部分国家经济基础差,难以支撑大型跨国输电项目投融。尽管跨国电网互联的需求迫切,但因资金缺乏项目难以落地,需要拓展融资渠道,创新商业模式。

复杂的地缘政治要求加大政策协调力度,尤其需要借助区域性国际组织的力量。“一带一路”沿线地区地缘政治复杂,是大国政治博弈的重点地区,跨国电网项目作为关系到国家安全的敏感项目,受到地区局势影响。跨国输电线路涉及到相关国家监管、财税、劳工、土地等政策协调,通常需要两国政府的大力推动,尤其是区域性国际组织的统筹协调。

3 “一带一路”跨国电网互联的推进原则与策略

3.1 主要原则

推动“一带一路”跨国电网互联要把握“先易后难、因地制宜、积极稳妥、重点突破”的原则。

“先易后难”指的是要先从沿线国家国内电网升级改造、主网架建设、小规模跨国联网等基础性项目入手,逐步构建其国内良好的电网互联基础,再逐步扩展到大规模、高电压跨国联网项目。

“因地制宜”指的是要根据沿线各国电力发展国情,因地制宜地制定差异化推进策略,如对于电网基础薄弱的国家,率先实施低压电网建设改造项目,对于有清洁能源开发计划的国家,优先推动清洁能源开发项目等。

“积极稳妥”指的是要优先推动条件成熟、经济性好、风险较小的项目,确保项目商业模式成熟稳健,盈利能力健康可持续,各类风险可防可控。

“重点突破”指的是要选择具有典型性、标志意义的项目,打造一批电网互联互通示范工程,扩大彰显电网互联互通保障经济发展、促进低碳转型、解决能源贫困的重要作用。

3.2 总体策略

一是在战略规划层面注重规划先行,以全球能源互联网发展合作组织为平台,推动建立相关国家政府部门区域性跨国联网合作关系,将跨国联网规划纳入相关国家的电网建设规划。各方应总结已有电力规划设计咨询经验,主动对接沿线相关国家政府部门、区域性国际组织、电网合作组织,帮助相关国家制订电力发展规划和电力项目开发计划,积极参与重大电力基础项目规划合作,如东盟、中亚、中东欧等次区域的跨国电网规划,掌握各国和区域电力市场运作及电网建设的脉络和节奏,把握时机尽早介入项目开发周期。

二是在投资建设方面强化第三方市场合作,根据各国历史、政治、市场环境,策略性选择先进企业合作关系,共同开发第三方市场,降低市场竞争风险。沿线各国历史政治渊源、市场环境各不相同,市场份额大多以西方企业占优。中国可根据各国情况,通过与国外先进企业组建联合体投标、联合生产和联合投资等新型合作模式开展第三方市场合作,实现中国产能、技术、资金等优势和西方先进企业的技术和市场优势的融合。同时还可利用各国国内金融机构、多边金融机构、探索共同资金支持等方式拓宽资金渠道。

三是全过程加强本地对接,与当地政府、合作伙伴或区域性组织建立良好联系和对接机制,为项目实施创造良好外部条件。与沿线国家尤其是区域性经济合作组织加强规划对接,积极参与相关国际组织的电网规划制定,在电网互联步骤、技术标准、投融资模式、调度和交易规则等方面达成广泛共识。通过恰当合作模式与当地政府及当地合作伙伴实现利益捆绑,积极争取相关国家政府在外交、税收、土地使用等方面的政策支持,提高项目的经济性。

四是发挥标准在“一带一路”互联互通中的基础性支撑性作用,推动技术标准的联通互认。标准是经济活动的技术依据,是互联互通共同遵守的基本规范。“一带一路”沿线各国基础设施技术标准各异,有的国家尚未建立完善的技术标准体系,成为各国基础设施互联互通的障碍。必须加强各国技术标准的对接,在互信基础上,通过合作方式建立标准制度的联通和互认机制,以消除彼此间贸易壁垒,实现贸易便利化,产生共赢的效果。

3.3 项目推进策略

具体到“一带一路”跨国电网互联项目,应着重从能源基地跨国送出和跨国跨洲联网两类项目重点推进。

3.3.1 能源基地跨国送出项目

“一带一路”沿线国家电力需求规模较小,本国消纳能力有限,大型发电项目往往需要跨国输送消纳,要根据能源资源分布优势、能源资源开发潜力、国家政府开发意愿、国家能源电力规划等因素选择能源基地跨国送出项目。在输电方式选择上,根据输电距离、输电容量、经济性、是否需要与沿途电网功率交换等进行综合论证。在满足相同输电容量的前提下,直流远距离输电技术经济性优于交流[7]。按能源类型可将能源基地跨国送出项目分为水电基地送出项目、新能源基地送出项目、煤炭基地送出项目。

对于水电基地送出项目,东南亚的湄公河次区域和印度尼西亚、非洲中部的刚果河和赞比西河流域、中亚东部的吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦、南亚的尼泊尔和不丹等地区具有巨大的水能资源蕴藏量,水电开发程度较低。随着地区经济和电力需求的稳步快速增长,水电已成为各国能源开发规划的重点,水电外送具有广阔空间。重点可关注中国西南与东盟国家电网互联、东盟大湄公河次区域各国跨国输电、刚果(金)大英加水电开发及送出、尼泊尔水电开发及送出、吉尔吉斯斯坦中小水电开发及送出。

对于新能源基地送出项目,哈萨克斯坦、蒙古、斯里兰卡等国风电资源非常丰富,且已制定了风电发展规划;非洲、中东、中亚等地区借助太阳能资源优势,积极发展新能源,正在努力摆脱对化石能源的依赖;非洲大裂谷沿线和印尼等地区具有良好的地热资源,相关国家地热资源开发力度不断加大,已经具备建设大规模新能源基地的先决条件。配合新能源基地建设跨国输电线路实现新能源电力外送,有助于促进各国能源绿色低碳转型,提高新能源利用效率。重点可关注哈萨克斯坦风电基地、印度尼西亚地热能源基地、伊朗太阳能发电基地、埃及太阳能发电基地。

对于煤电基地送出项目,“一带一路”覆盖俄罗斯—中亚地区化石能源富集区,俄蒙中亚地区煤炭资源储量位居世界前列,且大部分尚未勘探开发,各国将资源优势转化为经济效益的意愿强烈。跨国输电线路配合煤电基地一体化开发建设,统一规划、统一协调、统一推进,有助于资源在更大范围配置消纳,具有更好的经济和联网效益。重点可关注俄罗斯煤电、蒙古煤电、哈萨克斯坦煤电、乌克兰煤电的开发及送出。

3.3.2 跨国跨洲联网项目

各国之间出于实现能源交易、调剂余缺、降低电价等目的实现跨国跨洲电网的互联,要根据各国电力工业基础现状、能源互济互补的实际需求、区域国际组织推动力度等因素选择跨国跨洲联网项目推进。在输电方式选择上,要综合考虑是否同步联网、安全性、经济性、可靠性和对环境的影响等因素进行综合论证,交流输电适用于各大区同步电网的互联,直流输电适用于非同步运行交流系统之间的互联。

针对工业基础薄弱、电力设施落后的国家,优先推动国内电网主网架建设和改造项目。“一带一路”沿线大多数国家电力工业相对落后,国内电网建设尚不完善,甚至有些国家基本电力需求难以满足,因此短期内大规模跨国电力联网尚不现实。推动跨国电网互联需要先从加强和优化各国本国电网结构和布局入手,优先推动重点国家的国内主干网架建设改造,帮助其建立有利于实现跨国互联的电网基础,为扩大跨国输电规模提供条件。重点可关注俄罗斯、哈萨克斯坦、巴基斯坦、印度尼西亚、伊朗等沿线重点国家的国内电网绿地投资和升级改造项目。

针对具有能源互补、调剂余缺需求的国家和地区,努力打造典型互联互通工程,通过示范工程的带动作用,由点及面展开。选择具有典型性、标志意义、需求迫切的项目,打造一批电网互联互通示范工程,如中国西北和中亚联网,实现风、水、气电的联合调峰,沙特和埃及联网实现用电高峰期的电力电量调剂等。扩大彰显电网互联互通解决能源贫困、优化资源配置、保障经济发展等重要作用,进一步提升全球能源互联网理念和“一带一路”愿景的影响力。重点可关注中国与周边国家联网、东非联网、环地中海联网、大湄公河区域联网等跨国互联项目。

针对具有区域组织推动的地区,优先推动次区域内跨国联网项目,为远期各次区域之间电网互联奠定基础。要主动参与东盟、中亚、中东欧、南亚、东非等次区域的跨国电网规划,率先推动实施小规模、低电压等级的跨国联网项目,帮助解决次区域内能源贫困问题和实现能源资源优化配置。与东盟、中亚区域经济合作组织、海合会、欧盟等建立深层次的合作关系,通过投资、工程承包等多种方式推动构建坚强的次区域统一电网,实现次区域内部更大范围的能源资源优化配置。远期通过能源基地跨国电力送出、次区域骨干网架建设,基于特高压交直流输电技术实现“一带一路”各国电网的互联互通,成为基础设施联通的重要组成部分。重点可关注东非电力池内部跨国联网、东盟内部跨国联网规划、中亚内部跨国联网、欧洲电网内部跨国互联等跨国互联项目。

4 结论

跨国电网互联是“一带一路”基础设施互联互通的重要组成部分,也是全球能源互联网的重要实践体现。在“一带一路”框架下推进跨国电网互联,要把握“先易后难、因地制宜、积极稳妥、重点突破”的原则,坚持规划先行,加强第三方市场合作和本地对接,促进技术标准的联通互认,重点从能源基地跨国送出和跨国跨洲联网两类项目实施推进。电网互联互通是全球能源发展的未来趋势,希望将来能在欧亚大陆上搭建起电网互联互通、标准认证贯通、电力贸易畅通、资金资本融通的“电力丝绸之路”。

参考文献

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[2] 徐政,薛英林,张哲任. 大容量架空线柔性直流输电关键技术及前景展望[J]. 中国电机工程学报,2014,34(29):5051-5062.Xu Zheng, Xue Yinglin, Zhang Zheren. VSC-HVDC Technology Suitable for Bulk Power Overhead Line Transmission[J]. Proceeding of the CSEE, 2014, 34(29): 5051-5062(in Chinese).

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[7] 彭吕斌,何剑,谢开贵,等. 特高压交流和直流输电系统可靠性与经济性比较[J]. 电网技术,2017(4):1098-1105.Peng Lyubin, He Jian, Xie Kaigui, et al. Reliability and Economic Comparison of UHVAC and UHVDC Transmission System[J]. Power System Technology, 2017(4): 1098-1105 (in Chinese).

“The Belt and Road” Area Power Grid Interconnection Trend Analysis and Promotion Strategy

LIANG Cai, GAO Guo-wei, YANG Shu, XU Yang
(Stage Grid Energy Research Institute Co., Ltd., Changping District, Beijing 102209, China)

Abstract: The interconnection of power grid infrastructure is a priority area for the construction of the B&R, which plays an important role in achieving optimal allocation of energy resources and deepening regional economic cooperation. Based on an analysis of the status, future development trend and challenges of power grid interconnection in the B&R area, the basic principles and overall strategy for promoting transnational power grid interconnection in the B&R is proposed, then the promotion strategy for the energy bases power putout projects and transnational and transcontinental power grid interconnection projects is proposed.

Keywords: the B&R; power grid interconnection; trend analysis; promotion principles; promotion strategy


Project Supported by Science and Technology Foundation of SGCC (SGTYHT/16-JS-198).


作者简介:

梁才

梁才(1986),男,博士,高级工程师,研究领域为企业战略规划、国际化战略、国际能源合作,E-mail:liangcai@sgeri.sgcc.com.cn。

高国伟(1983),男,博士,高级经济师,研究领域为企业战略规划、国际化战略、国际能源合作。

杨树(1987),女,博士,高级工程师,研究领域为大型企业运营管理、国有企业创新发展、国际化战略。

(责任编辑 夏雪)

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